Abstrakt
keramiska lagerytor används alltmer för total höftbyte, trots att oro fortfarande är relaterad till keramisk sprödhet och dess möjliga mekaniska fel. Syftet med denna systematiska granskning är att svara på tre frågor: (1) finns det riskfaktorer för keramisk komponentfraktur efter total höftbyte? (2) är det möjligt att utföra en tidig diagnos av keramikkomponentfel innan katastrofal fraktur inträffar? (3) är det möjligt att rita riktlinjer för revisionskirurgi efter fel på keramiska komponenter? En PubMed-och Google Scholar-sökning utfördes och referensciteringar från publikationer som identifierades i litteratursökningen granskades. Användningen av 28 mm lårbenshuvud med kort hals medför en ökad risk för fraktur. Felaktig placering av acetabulär komponent kan öka risken för keramiska linerfrakturer. Synovialvätskemikroanalys och CT-skanning är lovande vid tidig diagnos av keramiskt huvud och linerfel. Tidig revision föreslås vid komponentfel; ingen konsensus finns om bättre koppling för revisionskirurgi. Keramisk brittleness är fortfarande ett stort problem. På grund av det ökade antalet keramiska på keramiska implantat förväntas fler revisionsoperationer och rapporter om fel på keramiska komponenter i framtiden. En algoritm för diagnos och behandling för keramiskt höftfel föreslås.
1. Introduktion
total hip replacement (THR) är ett av de mest framgångsrika kirurgiska ingreppen och mer än 285 000 ingrepp utförs varje år i USA enligt byrån för vårdforskning och kvalitet (http://www.ahrq.gov/). Metall på polyeten (MOP) representerar de vanligaste implanterade lagerytorna uppdaterade, medan metall på metall (MOM) och keramik på keramik (COC) används mindre ofta. MOP-kopplingar är emellertid associerade med bildandet av slitpartiklar av polyeten som kan inducera periprostetiskt inflammatoriskt svar och osteolys med efterföljande implantatfel . På liknande sätt har förhöjda serumnivåer av metalljoner hittats hos patienter med MOM-kopplingar, kända för att vara associerade med möjliga biverkningar såsom njurtoxicitet eller kromosomavvikelser .
i denna tävling används keramiska lagerytor alltmer för THR och goda resultat på mitten till lång sikt har rapporterats, sett de enastående tribologiska egenskaperna som gör det till ett värdefullt alternativ till MOM-eller MOP-kopplingar, framför allt i den ökande befolkningen av yngre patienter som genomgår THR . Faktum är att keramikens förhöjda reptålighet och vätbarhet ger utmärkt smörjvätska med försumbar slitage : den biologiska inertiteten hos keramiska partiklar undviker då risken för periprostetisk osteolys och de problem som i allmänhet är relaterade till metalljoner . På grund av dessa skäl kan ett ännu större antal COC-höftproteser förväntas i framtiden.
emellertid är huvudfrågan relaterad till keramiska material den inneboende brittleness. Keramikens hårdhet hindrar plastisk deformation under belastningar, och när cykliska belastningar appliceras över de keramiska komponenterna kan mikroskopiska brister såsom porer eller inhomogenitet hos materialet fungera som spänningshöjare som leder till spridning av sprickor med potentiellt komponentfel .
aluminiumoxid (Al2O3) och zirkoniumoxid (ZrO2) keramik har historiskt använts för THR. Med framsteg inom tillverkning sedan slutet av 1990-talet andra och tredje generationens aluminiumoxid (Biolox och Biolox Forte, resp.) fanns på hyllan. Nyare keramiska material har modifierats för att ta itu med frågan om potentiellt komponentfel och kännetecknas av en större brottseghet och lägre slitstyrka jämfört med aluminiumoxid och Biolox eller Biolox Forte. Dessa nyare material har realiserats med hjälp av tillsatser för att uppnå den så kallade ”Alumina Matrix Composite”, med handelsnamnet Biolox Delta . Men även med genomförandet av nyare keramik är risken för komponentfel fortfarande närvarande hos en liten andel patienter, och det representerar en katastrofal händelse som oundvikligen kräver revisionskirurgi (Figur 1), vars resultat kan vara oförutsägbara när det gäller implantatöverlevnad och relaterade komplikationer .
(a) preoperativ röntgenbild som visar katastrofalt fel på en keramisk liner. (b) den hämtade keramiska huvudet grovt skadad på grund av kontakt med metall tillbaka. (C) den hämtade keramiska liner. (D) postoperativ röntgenbild efter kopprevision och lagerytor växlar till metall på metallkoppling.
eftersom Lite har publicerats om diagnos och behandling av misslyckade COC-höftproteser var syftet med denna systematiska granskning att granska den tillgängliga litteraturen för att svara på tre frågor: (1) finns det riskfaktorer för keramisk komponentfraktur efter THR? (2) är det möjligt att utföra en tidig diagnos av keramikkomponentfel innan katastrofal fraktur inträffar? (3) Vilken är den bästa behandlingsstrategin?
2. Material och metoder
de vetenskapliga databaserna var tillgängliga för att identifiera papper som behandlar diagnos och behandling av keramiska komponentfrakturer. Med tanke på det lilla antalet publikationer om detta ämne levererades inte uteslutningskriterier om tillverkning och typ av keramiska komponenter som användes. Av samma anledning beaktades också fallrapporter. Därför var det enda inklusionskriteriet rapporten om en keramisk komponentfraktur efter THR.
Vi utförde en sökning med hjälp av nyckelorden ”keramik”, ”aluminiumoxid” och ”total höftbyte/höftprotes” i kombination med ”misslyckande”, ”fraktur”, ”skräp”, ”diagnos”, ”revisionskirurgi”, ”komponentbrott”, ”huvud” och ”riskfaktorer” utan gräns för publiceringsåret. Följande databaser öppnades den 1 juni 2012: PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez/); Ovid (http://www.ovid.com/); Cochrane Reviews (http://www.cochrane.org/reviews/); och Google Scholar. Med tanke på forskargruppens språkliga förmåga övervägde vi publikationer på engelska och italienska (Figur 2). Alla tidskrifter övervägdes. Litteraturreferenser för de valda uppsatserna kontrollerades också för att hitta ytterligare relevanta publikationer. Två författare (M. D. Fine och A. D. Martino) läste abstraktet och utesluter de artiklar som ansågs orelaterade med studiens ämne. När abstrakt inte var tillgängligt (som i fallrapporter) användes titeln på papperet för att bedöma dess relevans. Vid tvivel om införandet av en artikel, seniorförfattaren (C. Faldini) fattade beslutet.
Diagram som visar processen för val av manuskript.
tre av oss (A. Di Martino, M. De Fine och F. Traina) extraherade från de bevarade artiklarna information om följande fält: (1) riskfaktorer för keramiska komponentfrakturer; (2) tidig diagnos av keramiska komponentfrakturer; och (3) behandlingsstrategier och terapeutiska algoritmer för revisionskirurgi; dessa sökningar gav 212 artiklar. Två författare (M. De Fine och A. Di Martino) läs abstraktet eller titeln på varje papper. Från totalt 212 artiklar uteslutte vi 67 som inte rapporterade om riskfaktorer eller indikationer för operation i abstrakt, såsom brev till redaktören, tekniska beskrivningar eller eftersom artikeln inte publicerades i peer-reviewed tidskrifter, vilket lämnade 145 artiklar.
baserat på abstraktet eller titeln utesluter vi 102 artiklar som vi bedömde irrelevanta eftersom de inte var relaterade till ämnet för studien. Dessutom utvidgades sökningen genom att granska referenslistan över alla artiklar. Denna korsreferensprocess lade till ytterligare 16 artiklar till 43 tidigare identifierade. För de återstående 59 artiklarna fick vi fulltextversioner. För att undvika partiskhet i att inkludera artiklarna undersöktes och diskuterades de valda publikationerna av alla medförfattare. Efter detta ytterligare urval inkluderades 53 publikationer som var relevanta för det aktuella ämnet (Figur 2). Det fanns en randomiserad multicenterstudie, två fallkontrollstudier, 23 retrospektiva fallserier, 25 fallrapporter, en granskning och en laboratoriestudie.
3. Resultat och diskussion
Keramisk sprödhet är fortfarande en olöst fråga och idag behöver kirurger riktlinjer för hur man diagnostiserar och behandlar frakturer av keramiska lagerytor efter THR.
denna systematiska granskning utfördes för att svara på tre huvudfrågor: (1) finns det riskfaktorer för keramisk komponentfraktur efter THR? (2) är det möjligt att utföra en tidig diagnos av keramikkomponentfel innan katastrofal fraktur inträffar? (3) Vilken är den bästa behandlingsstrategin?
3.1. Riskfaktorer
riskfaktorer analyserades separat för huvud-och linerfrakturer.
Ceramic head fracture är en katastrofal händelse och flera fall av brutna huvuden rapporteras i vetenskapliga databaser . Majoriteten av dessa manuskript är fallrapporter och hämtad analys av brutna huvuden . De återstående studierna rapporterade om förekomsten av brutna keramiska huvuden i retrospektiva fallserier på mitten till långsiktiga resultat av COC höftproteser . Ett trauma var involverat i genereringen av frakturer i 7 rapporter . Endast två papper fokuserade specifikt på riskfaktorer för keramiska huvudfrakturer. Koo et al. hittade 5 huvudfrakturer bland 367 COC höftproteser med tredje generationens 28 mm huvuden . Alla sprickade komponenter var korthalshuvuden och i alla fall involverade frakturen den perifera delen av huvudet nära kanten av huvudborrningen. Författarna postulerade att med hjälp av 28 mm huvuden är avståndet mellan hörnet av huvudborrningen och den yttre ytan av det keramiska huvudet mindre i jämförelse med de medelstora och långa nackdesignerna, vilket underlättar spridningen av sprickor. Dessa resultat överensstämmer med arbetet i Callaway et al. , där en större risk för fraktur också identifierades för andra generationens 28 mm korthalshuvud. Tvärtom, i två manuskript antogs det att långa halsdesigner kunde underlätta huvudfrakturer eftersom det ökade avståndet mellan kanten på huvudborrningen och den yttre ytan på själva huvudet ökar dragspänningarna vid avsmalningsborrningen . Rapporterade data var dock inte tillräckliga för att stödja denna teori. Baserat på tillgänglig litteratur är den enda faktorn som är förknippad med risken för keramiskt huvudfraktur användningen av 28 mm huvuden med kort hals. Rapporterade frekvenser av keramiska huvudfrakturer och generering av använt material rapporteras i Tabell 1.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keramisk linerfraktur är i allmänhet en subtil och underskattad händelse och är inte direkt relaterad till traumor. Förekomsten av keramisk linerfraktur rapporteras vara mellan 0,013% och 1,1% av patienterna som genomgår COC THR . Även i detta fall eliminerade införandet av nyare keramiska material inte risken för ett katastrofalt misslyckande . Vi hittade 21 publicerade manuskript som rapporterade om frakturer av keramiska liners . Det fanns 8 fallrapporter, 8 retrospektiva fallserier som behandlade resultaten av COC-höftproteser , en fallkontrollstudie , en laboratoriestudie och en multicenterstudie . De flesta av dessa rapporter betraktade användningen av foder av sandwichtyp , där ett polyetenskikt placeras mellan ett tunnare än vanligt keramiskt foder och metallbaksidan, i försöket att minska styvhetsmatchningen mellan keramik och metallbaksida. Litteraturen rekommenderar tydligt användningen av sådana hybridanordningar; det bör betraktas som annorlunda med avseende på traditionella keramiska liners när det gäller design, Därför tog vi inte hänsyn till slutsatserna från dessa manuskript. I alla utom ett av de återstående manuskripten (Tabell 2) rapporterade författarna anekdotiskt sporadiska fall av linerfrakturer, men en tydlig analys av riskfaktorer som slutligen var relaterade till misslyckande utfördes inte . Den mest accepterade hypotesen som en orsakande faktor för implantatfel är den cykliska impingementet mellan stamens hals och den acetabulära komponenten. Denna mekanism kan bestämma en huvudsubluxation med toppspänningar på motsatt sida av fodret, vilket bestämmer dess fraktur. I denna tävling kan den relativa positionen för den acetabulära komponenten i förhållande till stammen och bäckenet själv spela en viktig roll för att bestämma denna konflikt; antalet rapporterade fall är dock för litet för att dra definitiva slutsatser. Den enda fallkontrollstudien om ämnet jämförde 26 misslyckade COC-höftproteser reviderade på grund av keramisk linerfraktur med 49 åldersmatchade välfungerande COC-höftproteser . Populationerna var jämförbara när det gäller demografi, typ av keramiska komponenter som används och implantatposition; CT-skanning av bäckenet var tillgängligt i 22 av 26 fall av sprickat keramiskt foder och i alla fall i kontrollgruppen. Ett större antal koppar placerade utanför det optimala intervallet av koppanteversion hittades i felgruppen med ett hörbart ljud detekterbart hos 21 patienter (80,7%) i frakturgruppen, jämfört med endast 3 fall (6,1%) observerade i icke-frakturgruppen . Data extraherade från denna serie stöder hypotesen att nacke-till-kopp-impingement med huvudsubluxation och kantbelastning på motsatt sida av fodret kan ge en linerfraktur. Eftersom utvärderingen av kopppositionering hos patienter med misstänkt linerfel föreslås, bör en CT-skanning av bäckenet utföras för att utvärdera kopppositionen på axialplanet och samtidigt för att fastställa närvaron av keramiska fragment som så småningom inte syns med traditionell röntgen.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
det har också antagits att chipping på grund av felinriktning av fodret under insättning i koppen kan vara orsaken till misslyckande i många fall . McAuley et al. testade denna hypotes genom att använda en laboratoriemodell och visade att felinriktning av fodret under impaktion i den acetabulära komponenten ökar risken för linerfrakturer avsevärt . På grundval av de ovan nämnda papper kopp felaktig placering på det axiella planet och felinriktning av fodret under införandet befanns vara de enda två relevanta faktorer som påverkar risken för liner frakturer.
3.2. Diagnos
inga papper som behandlar tidig diagnos av keramiska huvudfrakturer hittades. Tvärtom föreslog två studier att synovialvätskemikroanalys efter höftnål aspiration som ett värdefullt verktyg för tidig diagnos av keramiska linerfrakturer . Toni et al. utvärdering av åtta linerfrakturer bland 3710 COC höftproteser fann en korrelation mellan brus efter total höftbyte och keramisk linerfraktur. Samma författare visade vidare att närvaron av keramiska fragment större än 5 occurm efter synovialvätskeundersökning är starkt associerad med närvaron av linerfraktur . I den andra studien användes synovialvätskan skördad från 12 välfungerande COC-höftproteser för att ställa in den fysiologiska mängden keramiska partiklar i normala COC-implantat och sedan jämfördes resultaten av höftnålaspiration utförd i 39 COC-höfter för buller eller obehag jämfördes med den för sju COC-höfter planerade för revisionskirurgi av anledning som inte är relaterad till den keramiska kopplingen . Höftaspiration utfördes under sterila betingelser med användning av C-Armförstärkare eller ultraljud. Synovialvätska tappades på ett polykarbonatfilter och partiklar isolerades och tillsatte natriumhypoklorit. Slutligen tillåter scanningelektronmikroskopi Partikelmätning .
författarna definierade närvaron av minst 11 keramiska partiklar mindre än 3 kg eller minst en keramisk partikel större än 3 kg per varje 90 kg 2 observationsfält som en stark nivå av keramisk linerskada och visade att synovialvätskemikroanalys hade 100% känslighet och 88% specificitet för att förutsäga keramiska linerfrakturer vid stark närvaro av keramiska partiklar. Trots ytterligare studier bör bekräfta denna observation på större populationer, synovialvätskemikroanalys verkar vara ett värdefullt verktyg för tidig diagnos av keramisk linerfraktur.
bullret kan betraktas som prediktivt för keramiskt linerfel i THR och även om ytterligare studier skulle behövas för att definitivt bekräfta denna hypotes, bör närvaron av en bullrig höft efter THR öka misstanken om linerfraktur och kräva lämpliga undersökningar såsom CT-skanning .
3.3. Behandlingsstrategi
revisionskirurgi för brutna keramiska komponenter kan vara besvärlig och kan vara associerad med dåliga resultat . Faktum är att det har spekulerats att närvaron av skarpa keramiska fragment kvarhållna i det konstgjorda fogutrymmet kan fungera som en slipande pasta som påverkar prestandan hos den nya ledkopplingen. Förutom, oro finns om reimplantation av ett nytt huvud på en tidigare använt morse avsmalning på grund av den förmodade högre risken för ny fraktur på grund av nötning korrosion av morse avsmalning .
För närvarande finns det ingen konsensus om den bästa strategin för att hantera revisionskirurgi hos patienter med misslyckande av keramiskt implantat. Revisionskirurgi för sprickade keramiska komponenter bör utföras snabbt för att minska risken för att keramiska partiklar ytterligare skadar metallavsmalningen . Vila och undvikande av viktbärande tills kirurgi rekommenderas i syfte att minska diffusionen av keramiska partiklar och skador på stamens hals och på metallkoppen. Kirurgi bör alltid omfatta en omfattande synoviektomi och grundlig bevattning av ledutrymmet, eftersom fullständig eliminering av keramiska fragment är av största vikt för att öka överlevnaden av den nya artikulationen . I en retrospektiv studie om resultaten av 105 revisioner utförda för brutna keramiska huvuden Allain et al. hittade en 31% misslyckande vid en genomsnittlig 3.5 års uppföljning . Författarna drar slutsatsen att överlevnadsgraden minskade signifikant när fullständig synoviektomi inte utfördes.
en annan kontroversiell teknisk fråga vid revisionskirurgi är valet av den bästa ledkopplingen att använda. Sharma et al. följde upp åtta höfter som reviderades till metall på polyetylenleder med användning av koboltkromhuvuden efter fraktur av keramiska huvuden. Författarna fann ingen revision på grund av osteolys eller aseptisk lossning vid en genomsnittlig 10,5 års uppföljning. Andra författare rekommenderar användning av keramik på keramik eller keramik på polyetylen (COP) kopplingar, eftersom keramikens förhöjda repmotstånd kan minska risken för tredje kroppsslitage . Även om det inte finns tillräckliga data för att tydligt identifiera den bästa kopplingen, verkar COC eller COP minska risken för tredje kroppsslitage.sedan rapporten från Pulliam och Trousdale anses reimplantation av ett nytt keramiskt huvud på en tidigare använd morse-Kona vara farligt eftersom risken för frätande korrosion snabbt kan leda till en ny keramisk huvudfraktur. I alla fall, Hannouche et al. utvärderade resultaten av revisionskirurgi för brutna keramiska huvuden och fann inga frakturer bland 61 keramiska huvuden som implanterades på nytt på en icke-reviderad Titan morse Kona i genomsnitt månader. Författarna föreslog att den ursprungliga morse-avsmalningen kan användas säkert om inga större skador på avsmalningen är uppenbara under operationen. På grundval av den tillgängliga litteraturen är det inte möjligt att dra definitiva slutsatser om denna fråga, för även om skadade morse-avsmalningar kan öka risken för återfraktur med keramiska huvuden avsevärt, kan den rutinmässiga explantationen av väl fixerade stjälkar vara mycket besvärlig.
THR med COC-kopplingar förväntas öka gradvis i nästa framtid; trots förbättringen av materialtillverkning är keramisk brittleness fortfarande ett stort problem och kirurger bör vara medvetna om nuvarande standarder för utvärdering och hantering av den misslyckade COC-höftartroplastiken. Denna systematiska granskning utfördes för att svara på tre frågor som ansågs relevanta för att ta itu med frågan om den misslyckade COC THR, och, nämligen, bestämning av riskfaktorer för keramisk komponentfraktur, definition av standarder för tidig diagnos av keramisk komponentfel och för uppdaterade hanteringsstrategier.
När man tar itu med misstanken om ett brott av keramiska komponenter i höftartroplastik (Figur 3) är det första diagnostiska steget som vanligt utförandet av standardröntgenstrålar; i de flesta fall krävs en kompletterande CT-skanning för att förfina diagnosen och bättre karakterisera det ömsesidiga förhållandet mellan koppen och stammen. Nuvarande kunskap anser att användningen av korta hals 28 mm huvuden som den enda faktor som väsentligt påverkar risken för keramiska Huvud fraktur, och felaktig placering av koppen på det axiella planet och felinriktning av fodret under införandet som de enda två relevanta faktorer som påverkar risken för liner frakturer. Synovialvätskemikroanalys verkar vara ett värdefullt verktyg för tidig diagnos av keramisk linerfraktur och närvaron av en bullrig höft efter THR bör öka misstanken om linerfrakturer; data om synovialvätska aspirations tillförlitlighet bör dock bekräftas på större kohorter av patienter. När diagnosen av keramisk komponentfraktur är klar krävs revisionskirurgi. Det är inte möjligt att dra definitiva slutsatser om den bästa behandlingsstrategin, men under revisionskirurgi är en omfattande synoviektomi och grundlig bevattning av ledutrymmet obligatoriskt, medan COC-eller COP-kopplingar båda betraktas som livskraftiga alternativ för att minska risken för tredje kroppsslitage av reviderade implantat.
intressekonflikt
författarna förklarar att de inte har någon intressekonflikt.
